Проводник в электроститческом поле. Электроемксоть. Энергия презентация

Проводник во внешнем
электростатическом поле
Типичными проводники - металлы (концентрация свободных носителей заряда – электронов проводимости – составляет примерно 1022 см-3)
Перераспределение зарядов в проводнике под действием внешнего электростатического поля называется явлением электростатической индукции.
Индуцированные
заряды
В состоянии равновесия:

Индуцированные заряды располагаются на поверхности проводника. Они исчезают после удаления проводника из электростатического поля.
Так можно получить два заряженных тела, с одинаковыми по величине, но противоположными по знаку зарядами.
Принцип электростатической защиты (экранирование)

Вывод: внутри проводника объемная плотность свободного заряда ρ равна нулю, а сам заряд располагается на его поверхности.
Во всех точках внутри проводника напряженность равна нулю. Согласно теореме Гаусса
Поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью и весь объем проводника представляет собой эквипотенциальную область

2. Поле заряженного проводника
Вблизи поверхности проводника за его пределами напряженность направлена перпендикулярно поверхности.
Вблизи выступов на поверхности проводника градиент потенциала, величина напряженности и поверхностная плотность заряда возрастают, в вблизи впадин уменьшаются.
В состоянии равновесия:

3. Электрическая емкость
- электрическая емкость проводника
Емкость уединенного проводника зависит от его формы, размеров
и диэлектрических свойств среды, в которой находится проводник, а также
электрических свойств, расположения, форм и размеров окружающих тел.
Практический интерес представляет система проводников,
электростатическое поле которых полностью сосредоточено
в объеме, занимаемом этой системой → конденсатор!
U – разность потенциалов двух обкладок (для конденсатора ~ напряжению)
- заряд на одной из обкладок конденсатора

Примеры вычисления электроемкости
1. Электроемкости уединенного сферического проводника
2. Электроемкости плоского конденсатора
S
S
3. Электроемкости сферического конденсатора

4. Электроемкости цилиндрического конденсатора